Page 31 - 理化检验-物理分册2024年第六期

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试验技术与方法 DOI:10.11973/lhjy-wl230210

基于显微镜标尺法的碳纤维复合材料孔隙率测量

不确定度评定

马 锐，曾志强，刘岩岩
（中国商飞上海飞机制造有限公司，上海 201324）

摘 要：使用显微镜标尺法对碳纤维复合材料孔隙率试验结果进行测量不确定度评定，对不
确定度来源进行分析，对各个不确定度分量进行计算。结果表明：影响不确定度的主要因素是
孔隙格子数的测量重复性。
关键词：显微镜标尺法；碳纤维复合材料；孔隙格子数；测量不确定度；重复性测量误差
中图分类号：TB33 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2024)06-0015-05
Uncertainty evaluation of porosity measurement of carbon fiber composites based
on microscope scale method

MA Rui, ZENG Zhiqiang, LIU Yanyan
(COMAC Shanghai Aircraft Manufacturing Co., Ltd., Shanghai 201324, China)

Abstract: The microscopic scale method was used to evaluate the measurement uncertainty of the porosity test
results of carbon fiber composites. The sources of uncertainty were analyzed and each uncertainty component was calculated.
The results show that the main factor affecting the uncertainty was the measurement repeatability of the number of pore
lattices.
Keywords: microscope scale method; carbon fiber composite material; the number of pore lattice; measurement
uncertainty; repeatability measurement error

碳纤维复合材料具有比强度、比模量高，可设 定性。不确定度表示测量结果的可靠程度,是量值
计性强等优良特性，广泛应用于航空、航天等领域。 溯源体系中不可缺少的一部分 。检测结果的可靠
[2]
然而，碳纤维复合材料在制造过程中容易产生分层、 性很大程度上取决于测量结果的不确定度，不确定
[3]
裂纹、孔隙等缺陷，其中孔隙最为常见。孔隙会降 度越小，表明检测结果越准确可靠 。金相法是目
低树脂基体与纤维界面的性能，同时孔隙处产生的 前复合材料孔隙率破坏检测方法中最常用的方法。
应力集中也会加速微裂纹的产生与扩展，降低材料 笔者以GB/T 3365—2008《碳纤维增强塑料孔隙含
[1]
的力学性能 。目前，用来表征孔隙的主要量化指 量和纤维体积含量试验方法》中的显微镜标尺法为
标是孔隙率，因而在实际测试过程中，孔隙率试验 例，分析试验过程中的不确定度来源，评价孔隙率测
结果的准确度对优化生产工艺、提高产品质量具有 量不确定度。
重要意义。
1 试验方法及数学模型
检测过程中，受检测设备、检测方法、检测环境
选用尺寸为 20 mm×10 mm（长度×宽度）的
等因素的影响，孔隙率测量结果始终存在误差，被测
试样，按照GB/T 3365—2008对试样进行测试。依
量的真值难以准确确定，因此测量结果就具有不确
据其中的显微镜标尺法，在光学显微镜下进行试验，
首先使用测微尺对目镜网格尺寸进行标定，然后计
收稿日期：2023-08-01
数整个试样上孔隙所占的格子数，计算出孔隙面积，
作者简介：马 锐（1983-） ，女，硕士，工程师，主要从事理化检
进而计算出孔隙率。具体数学模型为
验工作，18019293296@163.com
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